生物科學(xué)師范生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與探究能力培養(yǎng)——以鳥類多樣性和習(xí)性的設(shè)計(jì)與實(shí)施為例

邵明勤

(江西師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院, 江西南昌 330022)

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生物科學(xué)師范生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與探究能力培養(yǎng)
——以鳥類多樣性和習(xí)性的設(shè)計(jì)與實(shí)施為例

邵明勤

(江西師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院, 江西南昌 330022)

以鳥類多樣性和習(xí)性的設(shè)計(jì)和實(shí)施為例，對(duì)江西師范大學(xué)生物科學(xué)師范生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和探究能力的培養(yǎng)模式進(jìn)行了探討，揭示了動(dòng)物學(xué)探究能力培養(yǎng)的一般模式：理論知識(shí)儲(chǔ)備-課堂探究式實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練-動(dòng)物實(shí)習(xí)專題-畢業(yè)設(shè)計(jì)的訓(xùn)練。通過該模式的培養(yǎng)，希望達(dá)到以下幾個(gè)目標(biāo)：能初步識(shí)別江西省的常見鳥類，對(duì)常見鳥類的生態(tài)分布特征與習(xí)性有初步了解；能熟練掌握科技文獻(xiàn)收集的方法，根據(jù)設(shè)定的選題查閱文獻(xiàn)，設(shè)計(jì)鳥類多樣性與鳥類習(xí)性的研究方法和內(nèi)容；能進(jìn)行鳥類多樣性的初步調(diào)查或鳥類生態(tài)習(xí)性資料的收集。

課外設(shè)計(jì)；探究能力；鳥類多樣性

《基礎(chǔ)教育課程改革指導(dǎo)綱要(試行)》中大力倡導(dǎo)探究式學(xué)習(xí)，要求教師注重培養(yǎng)學(xué)生收集和處理信息的能力、獲取新知識(shí)的能力、分析和解決問題的能力以及交流與合作的能力[1]。新課程改變學(xué)生以往的被動(dòng)學(xué)習(xí)方式，更注重培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)獲取知識(shí)的過程與方法，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。同時(shí)，新課改對(duì)師范生的設(shè)計(jì)與探究能力也提出了更高的要求[2-5]。江西師范大學(xué)的生物科學(xué)(師范類)專業(yè)主要培養(yǎng)未來的教學(xué)研究人才，除培養(yǎng)基本的教學(xué)技能外，還對(duì)師范生的探究能力和教學(xué)研究能力有很高的要求，因此學(xué)校和學(xué)院都高度重視探究式教學(xué)，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和探究能力，為其將來適應(yīng)教學(xué)和科研的崗位奠定基礎(chǔ)。筆者以江西師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院動(dòng)物生態(tài)學(xué)的研究性學(xué)習(xí)為例，結(jié)合多年專業(yè)教學(xué)實(shí)踐，探討師范生設(shè)計(jì)與探究能力的培養(yǎng)模式。

1 理論知識(shí)的儲(chǔ)備環(huán)節(jié)

通過動(dòng)物生物學(xué)的學(xué)習(xí)了解動(dòng)物形態(tài)、多樣性及其分布的基礎(chǔ)知識(shí)。以鳥類學(xué)為例，教師在教學(xué)過程中適當(dāng)介紹我國(guó)鳥的種類及鳥類多樣性研究的研究現(xiàn)狀，結(jié)合視頻和圖片讓學(xué)生初步認(rèn)識(shí)鳥類多樣性，激發(fā)學(xué)生的求知欲。接著在生態(tài)學(xué)的緒論中介紹鳥類多樣性的研究進(jìn)展，讓學(xué)生掌握鳥類多樣性的研究?jī)?nèi)容，包括鳥類多樣性指數(shù)分析、鳥類多樣性與生境的關(guān)系、鳥類時(shí)空分布等。在群落生態(tài)學(xué)這一章節(jié)主要介紹生物(包括鳥類)多樣性的研究方法和研究?jī)?nèi)容，學(xué)生可以掌握鳥類多樣性的具體計(jì)算方法和測(cè)定指標(biāo)。通過以上基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)，學(xué)生基本掌握鳥類多樣性的理論知識(shí)，這時(shí)可以鼓勵(lì)學(xué)生關(guān)注他們身邊的鳥的種類、鳥類與環(huán)境的關(guān)系等。

2 實(shí)踐環(huán)節(jié)

2.1 鳥類識(shí)別 鳥類識(shí)別是開展鳥類多樣性研究的基礎(chǔ)，重點(diǎn)要向師范生介紹鳥類野外識(shí)別工具(如望遠(yuǎn)鏡、《中國(guó)鳥類野外手冊(cè)》)的使用方法。根據(jù)江西省鳥類專著，如《宜春地區(qū)野生動(dòng)物(鳥類和獸類)》等以及最近有關(guān)江西省鳥類多樣性的文獻(xiàn)，師范生共同確定江西省鳥類名錄和江西省各生境常見的鳥的種類。通過查看當(dāng)?shù)爻Ｒ婙B類圖譜和照片，熟悉常見鳥類的形態(tài)特點(diǎn)，為野外鳥類識(shí)別打下良好的基礎(chǔ)。有條件的地方可以舉行該地區(qū)常見鳥類的圖片展，并在校園及周邊實(shí)地演示鳥類觀察和鑒定的方法。

2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 有了基本的理論和常見鳥類的識(shí)別知識(shí)后，在生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)中安排一個(gè)“南昌市鳥類多樣性的研究?jī)?nèi)容和研究方法的設(shè)計(jì)”的探究專題，要求學(xué)生查閱鳥類多樣性的文獻(xiàn)，自行設(shè)計(jì)鳥類多樣性的調(diào)查方法和調(diào)查內(nèi)容。具體過程如下：教師回顧復(fù)習(xí)理論課中講述的鳥類基本知識(shí)，給學(xué)生展示鳥類鑒定常用的工具(《中國(guó)鳥類野外手冊(cè)》、單筒望遠(yuǎn)鏡、雙筒望遠(yuǎn)鏡)，介紹鳥類多樣性調(diào)查的3種方法(樣點(diǎn)法、樣線法和固定面積法)，將班級(jí)學(xué)生分成6人一小組，結(jié)合理論知識(shí)，指導(dǎo)學(xué)生分析討論江西師范大學(xué)校園鳥類多樣性的具體調(diào)查方法和研究?jī)?nèi)容。討論時(shí)間為25 min，討論結(jié)束后，每組推薦1名學(xué)生發(fā)言，其他組傾聽和提出疑問，所有組講解完成后，指導(dǎo)教師點(diǎn)評(píng)各組，指出每組的創(chuàng)新和不足，最后總結(jié)校園鳥類多樣性的研究方法和研究?jī)?nèi)容。然后布置學(xué)生課后到中國(guó)知網(wǎng)查閱鳥類多樣性的論文，設(shè)計(jì)南昌市鳥類多樣性的研究?jī)?nèi)容和研究方法。一周后，學(xué)生提交研究方案，教師評(píng)閱并進(jìn)行課堂指導(dǎo)。

通過鳥類多樣性研究?jī)?nèi)容和研究方法的設(shè)計(jì)與實(shí)施，學(xué)生初步掌握了鳥類多樣性研究的基本現(xiàn)狀，對(duì)鳥類多樣性的研究有一定的了解。學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡匦翁攸c(diǎn)，參考文獻(xiàn)中的鳥類調(diào)查方法，課后選擇校園附近農(nóng)田、湖泊(艾溪湖)、林區(qū)(瑤湖濕地公園中的林區(qū))、村莊4種生境，按照研究方案完成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的收集和處理。最后，學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。學(xué)生從中掌握了科研的一般思路：選擇課題-查閱文獻(xiàn)-設(shè)計(jì)研究方法和內(nèi)容-實(shí)驗(yàn)實(shí)施-論文寫作等過程，提高了分析和解決問題的能力。

2.3 野外實(shí)習(xí) 在學(xué)生熟悉常見鳥類形態(tài)以及鳥類多樣性的探究式實(shí)驗(yàn)后，指導(dǎo)教師可以利用動(dòng)物野外實(shí)習(xí)強(qiáng)化鳥類野外分類的鑒定知識(shí)，同時(shí)利用動(dòng)物實(shí)習(xí)的契機(jī)鍛煉學(xué)生的探究能力，提高他們的科研思維水平。學(xué)生在鳥類野外實(shí)習(xí)時(shí)要注意運(yùn)用生態(tài)學(xué)的一些理論和科研思路。指導(dǎo)教師可以根據(jù)學(xué)生自行設(shè)計(jì)來實(shí)施鳥類多樣性的調(diào)查，也可以指導(dǎo)學(xué)生開展不同生境鳥類多樣性差異的研究、鳥類空間生態(tài)位的研究等。在實(shí)習(xí)前，指導(dǎo)教師組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)習(xí)動(dòng)員，布置相關(guān)任務(wù)，將每批次的學(xué)生分成多組(一般每組8～10人)，每組定一個(gè)實(shí)習(xí)主題，如鳥類巢址選擇、鳥類生態(tài)位分化、鳥類多樣性的空間分布等，指導(dǎo)學(xué)生分工搜索、閱讀論文，利用生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程中學(xué)到的基本設(shè)計(jì)知識(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)，以表格的形式呈現(xiàn)，讓指導(dǎo)教師修改完善。實(shí)習(xí)結(jié)束后，指導(dǎo)教師要求師范生按照科技論文的形式整理野外收集的數(shù)據(jù)。在整理論文之前，指導(dǎo)教師向?qū)W生講解科技論文的寫作格式和要求。論文完成后，指導(dǎo)教師要及時(shí)評(píng)閱，提出修改意見，最后進(jìn)行成果交流或展示。

2.4 畢業(yè)論文 學(xué)生經(jīng)過理論學(xué)習(xí)、實(shí)踐訓(xùn)練(生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)中的鳥類多樣性設(shè)計(jì)、動(dòng)物實(shí)習(xí)中的小專題設(shè)計(jì)與實(shí)踐及論文寫作)，已經(jīng)對(duì)鳥類的分類、分布和基本的習(xí)性有所了解，可以通過本科論文階段對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行強(qiáng)化，進(jìn)一步提高學(xué)生的科研思維能力和解決問題的能力。江西師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院一般在第6學(xué)期由專任教師提供本科畢業(yè)論文的題目，由感興趣的學(xué)生選定。不少學(xué)生在大一至大三期間已經(jīng)在相關(guān)教師的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行過科研訓(xùn)練，如“挑戰(zhàn)杯”、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等。筆者帶的本科論文題目一般選自在研的國(guó)家自然科學(xué)基金，選定的論文題目有“鄱陽湖東方白鸛越冬生態(tài)研究”“鄱陽湖白鶴越冬期取食對(duì)策研究”“南磯濕地國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)鳥類多樣性時(shí)空分布及影響機(jī)制”等。也有些論文不是在國(guó)家基金項(xiàng)目中產(chǎn)生，如野外實(shí)習(xí)時(shí)，在江西省宜春市靖安縣發(fā)現(xiàn)某河邊公園和江西師范大學(xué)瑤湖校區(qū)有一些白腰文鳥的鳥巢，均在桂花樹上，測(cè)量方便，工作量適中，適合作為本科論文。有些論文是在學(xué)生申請(qǐng)的校級(jí)課題中產(chǎn)生，如“南昌市不同湖泊鳥類多樣性的時(shí)空動(dòng)態(tài)”“南昌市城市綠地面積與鳥類物種數(shù)的定量關(guān)系”等均為校級(jí)立項(xiàng)課題。題目確定后，組織和指導(dǎo)本科生查閱20～30篇文獻(xiàn)以及3～5篇英文文獻(xiàn)，根據(jù)自己的研究目標(biāo)確定研究?jī)?nèi)容和實(shí)施方案，并在第7學(xué)期開學(xué)的1個(gè)月內(nèi)開展文獻(xiàn)閱讀和研究方案設(shè)計(jì)的交流。學(xué)生將自己文獻(xiàn)閱讀的主要內(nèi)容和設(shè)計(jì)的研究方案用PPT進(jìn)行交流，由教師指導(dǎo)。第7學(xué)期基本讓本科生完成鳥類野外數(shù)據(jù)的收集工作，第8學(xué)期指導(dǎo)本科生論文寫作，并及時(shí)反饋，一般修改5～8次。

2.5 存在的問題及解決對(duì)策

2.5.1 存在的問題。

(1)重理論輕實(shí)踐。一些學(xué)生對(duì)文獻(xiàn)的閱讀和論文方案的設(shè)計(jì)比較認(rèn)真，但野外收集數(shù)據(jù)不夠積極，通常是第1次有較高的參與熱情，以后逐漸害怕去野外收集數(shù)據(jù)。

(2)重實(shí)踐輕理論。一些學(xué)生對(duì)觀鳥比較感興趣，以認(rèn)識(shí)鳥類為目的，對(duì)收集鳥類生態(tài)習(xí)性，如行為時(shí)間分配和節(jié)律感到枯燥，也比較害怕閱讀文獻(xiàn)，因此不能收集和完成好的成果，也就無法發(fā)表出高質(zhì)量的文章。

2.5.2 解決對(duì)策。

(1)加強(qiáng)課堂教學(xué)建設(shè)，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)思想和興趣。課堂教學(xué)中要穿插一些科研的實(shí)例，包括科研中收集數(shù)據(jù)的視頻、野外動(dòng)物的圖片、某個(gè)小課題的過程講述等，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究精神。

(2)注重學(xué)生的實(shí)踐能力的培養(yǎng)。在大一至大三期間，有意識(shí)地讓學(xué)生參與鳥類多樣性或鳥類習(xí)性的科研活動(dòng)，引導(dǎo)他們查閱學(xué)術(shù)論文，指導(dǎo)他們利用收集的數(shù)據(jù)發(fā)表論文，提高他們解決問題的能力，使其感受到科研的成就感。如筆者指導(dǎo)的學(xué)生利用收集的白腰文鳥的巢址選擇的數(shù)據(jù)進(jìn)行論文寫作。該論文將在《江西師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)》上發(fā)表。

3 結(jié)語

通過鳥類學(xué)基礎(chǔ)理論和實(shí)踐環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)鳥類多樣性及鳥類習(xí)性的研究過程與方法有了徹底了解，同時(shí)也掌握了科研的一般思路。個(gè)別學(xué)生對(duì)鳥類多樣性的研究也有了更濃的興趣，繼續(xù)做鳥類多樣性的碩士論文。筆者指導(dǎo)的學(xué)生能認(rèn)識(shí)50～100種常見鳥類，并具備一定的探究思維能力，為高中探究式教學(xué)和以后的教學(xué)科研打下良好的基礎(chǔ)，同時(shí)也為高中課外科技活動(dòng)的設(shè)計(jì)和開展做好準(zhǔn)備。該培養(yǎng)模式在其他學(xué)科，如植物、微生物等的推廣，必將強(qiáng)化師范生的科研思路，同時(shí)提高師范生的探究和創(chuàng)新能力。

[1] 成維莉，周彩英，錢秀芳.探究教學(xué)中的誤區(qū)分析[J].教育探索，2006(8)：23-24.

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Cultivation of Experimental Design and Exploration Ability for Biological Science Normal University Students—A Case Study of Design and Implementation of Bird Diversity and Habits

SHAO Ming-qin

(College of Life Science, Jiangxi Normal University, Nanchang, Jiangxi 330022)

With design and implementation of bird diversity and habits as example, training modes of experimental design and exploration ability for biological science normal students in Jiangxi Normal University were discussed.The general pattern for cultivating animal science exploration ability was revealed: theoretical knowledge accumulation, exploration experimental training, zoology field practice training, dissertation.Through the model training, following goals were expected to be achieved: preliminary identification of common birds in Jiangxi Province, understanding of ecological distribution features and habits of common birds; grasp of method for collecting scientific literature, review of literature according to selected topics,design of research method and content of bird diversity and bird habits; preliminary investigation of bird diversity and collection of bird habit data.

Extracurricular design; Exploration ability; Bird diversity

國(guó)家自然科學(xué)基金(31260517)。

邵明勤(1976- )，男，江蘇鹽城人，副教授，博士，從事動(dòng)物學(xué)教學(xué)和科研工作。

2016-08-22

S-01

A

0517-6611(2016)28-0246-02